JP6100814B2 - 水没保護回路付き数値制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械やロボットを制御する数値制御装置に関し、特に水没した際の保護回路が付いた数値制御装置に関する。

一般的に電圧が印加されたプリント板が水没すると、プリント板の配線や電気部品に電食が起こることがある。長時間の水没により電食が進むと配線の断線に至り、復旧するためにプリント板の交換が必要となることがある。ただし、プリント板が水没しても電圧が印加されていなければ、電食による被害を軽減することが出来る。特許文献１には、携帯端末において、水濡れを検出すると電圧供給を遮断する技術が開示されている。

また、水没によりメモリのデータが消失する場合もある。メモリのデータが消失すると、復旧するためにプログラムやパラメータ等を再入力する必要があり、復旧に時間を要する。メモリデータ消失からの復旧を容易にするためには、バックアップデータを残す必要がある。特許文献２には、携帯端末において、水濡れを検出するとメモリのデータをＬＡＮ経由で外部サーバへ退避する技術が開示されている。

特開２００５−３１１６３７号公報 特開２００８−１５８７６２号公報

河川の氾濫や津波等による水害発生時に、数値制御装置が水没する場合がある。一般的に数値制御装置が水没した場合であっても、真水で洗浄することで復旧が可能となる。しかし、水没した際に電圧が印加された部品やプリント板の配線部では電食が起こる、特に、水没時間が長時間に及ぶとプリント板の配線部が断線に至る場合がある。この場合、たとえ洗浄したとしても、配線部が断線に至っているため復旧することは出来ず、数値制御装置の交換が必要となり、復旧に時間を要することとなる。

一方、数値制御装置が復旧した場合でも、数値制御装置内部のメモリデータが消失している場合もある。この場合は、定期的にメモリデータのバックアップを取っておけば、バックアップしたメモリデータをリストアすることでメモリデータを水没前の状態に戻すことが可能である。しかし、最新のメモリデータをバックアップしていなかった場合、プログラムやパラメータの再入力を行う必要があり、復旧に時間を要することとなる。

特許文献１，２に開示されている技術は、いずれも携帯端末に関する技術であるが、数値制御装置が使われる工作機械は一般的に携帯端末と比較すると大きく、水害発生時でも工作機械全体が水没するまでには、ある程度の時間を要する。また、工作機械の設置される環境下では工作機械や数値制御装置に加工液等の水が降りかかることが一般的であり、その都度システムダウンしていては、生産効率が落ちてしまう。メモリデータの退避についても、特許文献１，２に開示されている携帯端末と異なり、数値制御装置が外部サーバに接続されていない場合が多いため、困難となる場合がある。

数値制御装置は、稼働しているときは主電源がオンとされているが、稼働されていないときは主電源が遮断されてオフとされていることが通常である。そして、水害発生時などの数値制御装置の水没は、主電源がオンの場合もオフの場合も起こり得る。ここで、水濡れ検出やバッテリの切り離し、メモリデータの退避といった動作を行うには、電源供給が必要とされるが、数値制御装置の水没が主電源がオフのときに起きた場合には、電源の供給が行えないために、水濡れ検出やバッテリの切り離し、メモリデータの退避といった動作を実行出来ないという状況が考えられる。

そこで本発明は、主電源の状態に無関係に、水位の上昇を検出して、水没からの復旧を容易にする数値制御装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、水位レベルを監視する監視部と、主電源オフ時に給電を行うバックアップ部と、該バックアップ部からの給電を受けるメモリを有する記憶部と、遮断制御部と、を有し、前記バックアップ部は、バックアップ電源を供給する外部給電手段と、前記外部給電手段からの給電を遮断する遮断回路と、を有し、前記監視部、前記記憶部及び前記遮断制御部に電源を供給し、前記遮断制御部は、少なくとも前記遮断回路の制御を行い、前記監視部が第一の水位レベルを検出すると、前記遮断制御部は前記遮断回路を制御し、前記外部給電手段からの給電を遮断することを特徴とする数値制御装置が提供される。

請求項１に係る発明では、水位レベルを監視する監視部が第一の水位レベルを検出すると、遮断制御部によって、バックアップ部の外部給電手段からの給電を遮断するようにしたことによって、数値制御装置に浸水が発生する前に給電が遮断され、電食による被害を軽減することが可能となる。

本願の請求項２に係る発明では、前記記憶部が不揮発メモリを更に有し、前記遮断制御部は、前記記憶部の制御も更に行い、前記監視部が第二の水位レベルを検出すると、前記遮断制御部は、前記メモリに記憶されたデータを前記不揮発メモリに退避することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置が提供される。
請求項２に係る発明では、水位レベルを監視する監視部が第二の水位レベルを検出すると、遮断制御部によって、メモリに記憶されたデータを不揮発メモリに退避するようにしたことによって、メモリに記憶されたデータが不揮発メモリによって保持され、浸水時から復旧を行う際のデータの復旧を容易に行うことが可能となる。

本願の請求項３に係る発明では、外部に対して報知を行う報知部を更に有し、前記監視部が第三の水位レベルを検出すると、前記遮断制御部は、前記報知部に報知の指令を行い、前記監視部が第四の水位レベルを検出すると、前記遮断制御部は、前記主電源をオフすることを特徴とする請求項１又は２に記載の数値制御装置が提供される。
請求項３に係る発明では、水位レベルを監視する監視部が第三の水位レベルを検出すると、報知部において報知を行うようにし、第四の水位レベルを検出すると、主電源をオフとするようにしたことによって、水位レベルに応じて操作者に報知を行ったり、主電源オン時に浸水が起こった際に、主電源のオフも行えるようにしたことによって、電食による被害を軽減したり、操作者に対する報知を行うことが可能となる。

本発明により、主電源の状態に無関係に、水位の上昇を検出して、水没からの復旧を容易にする数値制御装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態の数値制御装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態における処理の流れを示すフローチャートである。 第３の実施形態における処理の流れを示すフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の実施形態の数値制御装置の構成を示すブロック図である。数値制御装置１０は、主電源１１と、水位の上昇を監視する監視部２０と、数値制御装置１０の主電源１１ＯＦＦ時にメモリ４１を保持するためのバックアップ用の電源を供給するバックアップ部３０と、数値制御装置１０のプログラムやパラメータ等を記憶する記憶部４０と、水位上昇検出時にメモリ４１に記憶されたデータの退避や、バックアップ部３０からの給電の遮断を行う遮断制御部５０と、操作者への報知を行う報知部６０と、を有している。ここで、監視部２０、記憶部４０及び遮断制御部５０には、主電源１１ＯＦＦ時にバックアップ部３０から電源が供給される。

監視部２０は、数値制御装置１０に内蔵された水位センサ２１の水位レベルを監視する。監視部２０の、水位レベルの監視は、１つの設定レベルを超えたかどうかを検知可能なものでもよいが、設定レベルを複数設定し、それぞれの設定レベルを超えたかどうかを検知可能なものであることが好ましい。また、本実施形態においては、水位センサ２１が数値制御装置１０に内蔵されて、監視部２０がかかる水位センサ２１の水位レベルを監視する構成としているが、内蔵された水位センサ２１の水位レベルを監視することに代えて、外部に水位センサ２１’を設け、数値制御装置１０が備えたコネクタ２２によって、水位センサ２１’と接続して、監視部２０によって外部の水位センサ２１’の水位レベルを監視するようにすることもできる。また、少なくとも２つ以上の水位レベルを検出する手段としては、２つ以上の水位センサを設けることによって２つ以上の水位レベルを検出するようにしてもよく、複数の水位レベルを検出可能な１つの水位センサを設けるようにしてもよい。

バックアップ部３０は、バッテリや外部電源を接続する外部給電手段３１と数値制御装置１０の主電源ＯＦＦ時にメモリ４１を保持するためのバックアップ電源の供給を遮断する遮断回路３２を有する。遮断回路３２の前段までは、外部給電手段３１による給電により電圧が印加されるため、浸水により電食が起こるおそれがある。このため、バックアップ部３０に防水対策を施すことで、電食を防ぐ方法が考えられる。また、防水対策を行わず電食が起こった場合の対応策としては、交換を容易とすることも考えられる。方法としては、遮断回路３２の後段にコネクタを有し、バックアップ部３０を数値制御装置１０から切り離し可能としたり、バッテリや外部電源等に別途遮断回路を備える方法がある。

記憶部４０は、バックアップ部３０からの給電によりその記憶された内容をバックアップすることが可能なメモリ４１と、給電の有無にかかわらず記憶された内容を保持可能な不揮発メモリ４２とを有している。メモリ４１には水位レベルに応じた制御を行うための閾値データ（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）が格納されている。

報知部６０は、外部に対して報知を行ったり警報を発する手段である。具体的には、ブザーなど、音によって報知を行う手段や、ランプや表示装置など、表示によって報知を行う手段や、通信機器など、外部へ通信を行うことにより報知を行う手段などを用いることができる。監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの上昇を検出すると、遮断制御部５０から報知部６０へ報知の指令を行い、指令を受けた報知部６０が警報を発する。

数値制御装置１０において、主電源１１ＯＮ時は、主電源１１が電源を供給しており、監視部２０、記憶部４０、遮断制御部５０、報知部６０に電源供給を行っている。なお、主電源１１の電源の供給は、主電源１１自体で行ってもよく、主電源１１が備えている図示しないコネクタ等を用いて、外部の電源と接続することによって外部から電源を供給されるようにしてもよい。主電源ＯＦＦ時には、電源の供給先がバックアップ部３０の外部給電手段３１に切り換わり、バックアップ部３０の外部給電手段３１から監視部２０、記憶部４０、遮断制御部５０、報知部６０等に電源供給を行うようになる。なお、主電源１１のＯＮ／ＯＦＦによって電源の供給元をバックアップ部３０の外部給電手段３１に切り換える代わりに、主電源１１ＯＮ時において主電源１１とバックアップ部３０の外部給電手段３１の双方から電源供給を受け、主電源１１ＯＦＦ時にはバックアップ部３０の外部給電手段３１からのみ電源供給を受ける構成としてもよい。

図２は、本実施形態における処理の流れを示すフローチャートである。以下、ステップごとに説明する。
・（ステップＳＡ１）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＡ２）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値と、メモリ４１内の閾値データＡ（４１ａ）との比較を行い、水位センサ２１の水位レベルの値が閾値データＡを超えたかどうかを判定する。超えた場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ３に進み、超えていない場合（ＮＯ）はステップＳＡ１に戻って引き続き水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＡ３）遮断制御部５０から、バックアップ部３０の遮断回路３２に対して指令を与え、バックアップ部３０の外部給電手段３１からの給電を遮断して終了する。

（第２の実施形態）
本実施形態においては、水位レベルが上がった際に、バックアップ部３０の外部給電手段３１からの電源の供給を遮断することに加えて、メモリ４１に記憶されている記憶内容を、不揮発メモリ４２に退避させる点が第１の実施形態と異なっている。
図３は、本実施形態における処理の流れを示すフローチャートである。以下、ステップごとに説明する。
・（ステップＳＢ１）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＢ２）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値と、メモリ４１内の閾値データＢ（４１ｂ）との比較を行い、水位センサ２１の水位レベルの値が閾値データＢを超えたかどうかを判定する。超えた場合（ＹＥＳ）はステップＳＢ３に進み、超えていない場合（ＮＯ）はステップＳＢ１に戻って引き続き水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＢ３）遮断制御部５０から、記憶部４０に対して指令を与え、メモリ４１に記憶されている記憶内容を、不揮発メモリ４２に退避させる。

・（ステップＳＢ４）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＢ５）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値と、メモリ４１内の閾値データＡ（４１ａ）との比較を行い、水位センサ２１の水位レベルの値が閾値データＡを超えたかどうかを判定する。超えた場合（ＹＥＳ）はステップＳＢ６に進み、超えていない場合（ＮＯ）はステップＳＢ４に戻って引き続き水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＢ６）遮断制御部５０から、バックアップ部３０の遮断回路３２に対して指令を与え、バックアップ部３０の外部給電手段３１からの給電を遮断して終了する。

本実施形態における閾値データＡ（４１ａ）と閾値データＢ（４１ｂ）は、閾値データＡの方が閾値データＢよりも高い水位レベルに設定し、閾値データＢとの比較によってメモリのバックアップを行った後に、閾値データＡとの比較でバックアップ部の外部給電手段からの給電を遮断するようにする。

（第３の実施形態）
本実施形態においては、水位レベルが上がった際に、報知部６０において警報を行ったり、主電源１１をＯＦＦとする点が他の実施形態と異なっている。
図４は、本実施形態における処理の流れを示すフローチャートである。以下、ステップごとに説明する。

・（ステップＳＣ１）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＣ２）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値と、メモリ４１内の閾値データＣ（４１ｃ）との比較を行い、水位センサ２１の水位レベルの値が閾値データＣを超えたかどうかを判定する。超えた場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ３に進み、超えていない場合（ＮＯ）はステップＳＣ１に戻って引き続き水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＣ３）遮断制御部５０から、報知部６０に対して指令を与え、報知部６０において警報を行う。

・（ステップＳＣ４）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＣ５）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値と、メモリ４１内の閾値データＤ（４１ｄ）との比較を行い、水位センサ２１の水位レベルの値が閾値データＤを超えたかどうかを判定する。超えた場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ６に進み、超えていない場合（ＮＯ）はステップＳＣ４に戻って引き続き水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＣ６）数値制御装置１０の主電源１１をＯＦＦする。

・（ステップＳＣ７）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＣ８）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値と、メモリ４１内の閾値データＢ（４１ｂ）との比較を行い、水位センサ２１の水位レベルの値が閾値データＢを超えたかどうかを判定する。超えた場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ９に進み、超えていない場合（ＮＯ）はステップＳＣ７に戻って引き続き水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＣ９）遮断制御部５０から、記憶部４０に対して指令を与え、メモリ４１に記憶されている記憶内容を、不揮発メモリ４２に退避させる。

・（ステップＳＣ１０）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＣ１１）監視部２０において、水位センサ２１の水位レベルの値と、メモリ４１内の閾値データＡ（４１ａ）との比較を行い、水位センサ２１の水位レベルの値が閾値データＡを超えたかどうかを判定する。超えた場合（ＹＥＳ）はステップＳＣ１２に進み、超えていない場合（ＮＯ）はステップＳＣ１０に戻って引き続き水位センサ２１の水位レベルの値を監視する。
・（ステップＳＣ１２）遮断制御部５０から、バックアップ部３０の遮断回路３２に対して指令を与え、バックアップ部３０の外部給電手段３１からの給電を遮断して終了する。

閾値データＡ（４１ａ）、閾値データＢ（４１ｂ）、閾値データＣ（４１ｃ）、閾値データＤ（４１ｄ）の大小関係は、本実施形態においては、閾値データＡ（４１ａ）＞閾値データＢ（４１ｂ）＞閾値データＤ（４１ｄ）＞閾値データＣ（４１ｃ）となるように設定されているが、これのみに限定されるものではない。閾値データＡ（４１ａ）については最も高い水位レベルに設定して、最終的にバックアップ部の外部給電手段からの給電を遮断することが好ましいが、その他の閾値データについては、適宜大小関係を定めることが可能であり、例えば、閾値データＤ（４１ｄ）を最も低い水位レベルとして、まず主電源をＯＦＦにするようにしたり、閾値データＢ（４１ｂ）を最も低い水位レベルとして、まずメモリのバックアップを行うようにするなど、適宜変更することが可能である。

また、閾値データＢ（４１ｂ）、閾値データＣ（４１ｃ）、閾値データＤ（４１ｄ）はすべて用いる必要はなく、必要に応じていずれかの閾値データのみを用いるようにすることもできる。例えば、閾値データＣ（４１ｃ）及び閾値データＤ（４１ｄ）のみを用いて、警報の報知、主電源のＯＦＦ、バックアップ部の外部給電手段からの給電を遮断するようにするなど、適宜組み合わせることが可能である。

１０ 数値制御装置
１１ 主電源
２０ 監視部
２１ 水位センサ
２１’ （外部の）水位センサ
２２ コネクタ
３０ バックアップ部
３１ 外部給電手段
３２ 遮断回路
４０ 記憶部
４１ メモリ
４１ａ 閾値データＡ
４１ｂ 閾値データＢ
４１ｃ 閾値データＣ
４１ｄ 閾値データＤ
４２ 不揮発メモリ
５０ 遮断制御部
６０ 報知部

Claims (3)

1. 水位レベルを監視する監視部と、
   主電源オフ時に給電を行うバックアップ部と、
   該バックアップ部からの給電を受けるメモリを有する記憶部と、
   遮断制御部と、を有し、
   前記バックアップ部は、
   バックアップ電源を供給する外部給電手段と、
   前記外部給電手段からの給電を遮断する遮断回路と、を有し、
   前記監視部、前記記憶部及び前記遮断制御部に電源を供給し、
   前記遮断制御部は、
   少なくとも前記遮断回路の制御を行い、
   前記監視部が第一の水位レベルを検出すると、前記遮断制御部は前記遮断回路を制御し、前記外部給電手段からの給電を遮断することを特徴とする数値制御装置。
2. 前記記憶部が不揮発メモリを更に有し、
   前記遮断制御部は、前記記憶部の制御も更に行い、
   前記監視部が第二の水位レベルを検出すると、前記遮断制御部は、前記メモリに記憶されたデータを前記不揮発メモリに退避することを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。
3. 外部に対して報知を行う報知部を更に有し、
   前記監視部が第三の水位レベルを検出すると、前記遮断制御部は、前記報知部に報知の指令を行い、
   前記監視部が第四の水位レベルを検出すると、前記遮断制御部は、前記主電源をオフすることを特徴とする請求項１又は２に記載の数値制御装置。

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